一种高温热模压辊
阅读说明：本技术 一种高温热模压辊 (High-temperature hot die pressing roller ) 是由 黄磊 林诚华 顾榴俊 陈士超 于挺 蔡晓庆 于 2021-01-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高温热模压辊,包括热模压辊本体、设于热模压辊本体一侧的定位转轴机构、设于热膜压辊本体另一侧的定位联轴机构以及与定位联轴机构连接的主辊轴；热模压辊本体包括外转子辊筒组件以及与外转子辊筒组件连接的内定子红外加热组件。该高温热模压辊采用红外加热技术,通过内定子红外加热组件与外转子辊筒组件的结构进行加热,并在热模压辊本体两侧设置定位联轴机构和定位转轴机构,不但解决了快速拆卸时辊筒的定位和校准的机械结构难题,同时解决了高温热模压辊对加热温度精度要求高、线路安装要求方便等问题。(The invention discloses a high-temperature hot die pressing roller, which comprises a hot die pressing roller body, a positioning rotating shaft mechanism arranged on one side of the hot die pressing roller body, a positioning coupling mechanism arranged on the other side of the hot film pressing roller body and a main roller shaft connected with the positioning coupling mechanism, wherein the positioning rotating shaft mechanism is arranged on the other side of the hot film pressing roller body; the hot die pressing roller body comprises an outer rotor roller assembly and an inner stator infrared heating assembly connected with the outer rotor roller assembly. This high temperature hot mould compression roller adopts infrared heating technique, heats through the structure of interior stator infrared heating subassembly and external rotor roller subassembly to set up location coupling mechanism and location pivot mechanism in hot mould compression roller body both sides, not only solved the mechanical structure difficult problem of location and the calibration of roller when dismantling fast, solved high temperature hot mould compression roller simultaneously and required high, the circuit installation requirement is convenient scheduling problem to heating temperature precision.)
技术领域
本发明涉及高温热模压辊技术，尤其涉及一种高温热模压辊。
背景技术
当今工业制造能力升级、产业升级，以及工业4.0等诸多方面对于机器人、无尘车间以及5G设备的需求正逐步增大，其中电力和通讯则是工业制造中的血液，而电线电缆则是其血管和神经，如何让电线电缆在各种苛刻环境下工作无碍，一直是困扰传统拖链和传统电缆护套行业的问题；新型的无尘拖链技术的出现，解决了这样的问题，比如图4中所示的无尘电缆(Pod)组件采用扁平式结构，大大降低了拖链安装高度以及提高拖链内部电缆及其他组件的使用寿命，其中Pod采用高分子PU(聚氨酯)及e-PTFE(经拉伸加工形成的有微孔的聚四氟乙烯)复合制成，具有高清洁自净、耐曲折、耐疲劳等特性，其支撑链采用改性PA，角度精准，架构牢固，其内置填充组件包括高柔性电缆和气管，高柔性电缆采用e-PTFE和屏蔽线相结合缠绕方式，提高信号传输的稳定性；而制作此种无尘拖链或者电缆护套的核心关键是将复合好的两层PU/e-PTFE再次复合，此时需要特殊的高温热模压辊，进行热压合成型；但是由于PTFE与PU的材料特性使得这种压合必须在高温250℃左右,现有技术中的加热方式或多或少存在问题：(1)电加热，结构简单，线缆可通过集电环快速切断连接，但其使用寿命不稳定，功耗高，温度控制困难；(2)油加热，有温度均匀性好的优点，但不利于频繁拆卸，能耗高，维护不便，有漏油风险，造成现场油污，且设备结构复杂，外置模温机造成设备拖沓，还对场地洁净不友好；(3)电磁加热辊筒虽然拥有温度控制精确，辊筒电力与信号切断连接方便，十分适合所需辊筒要求，但自身重量过大，难以单人操作更换，且单价不菲，后期维护困难，维修需要专门设备和人员，成本过大，不利于大规模应用；(4)红外加热有结构简单，加热效率高，节能，温度响应迅速等优点，但其加热方式多为外置式加热灯罩，对设备空间有相对要求，且温度均匀性调节困难，由于外置结构，其防护要求高，不利于对辊筒的频繁拆换。因此采用何种加温模式一直是行业内困扰的问题，再加上电缆护套或者无尘拖链种类多样，各种动力电缆与通讯电线以及气动气管的组合，造成其产品规格及其多样；如果一台设备生产一种规格的产品，那需要的热压合设备数量将难以计数，且对能耗、生产成本造成极不友好，且新型无尘拖链或电缆护套对生产场地要求严格，需要一定洁净度的厂房，因此若采用一种规格一台设备，极不利于大规模生产；
采用一种快速替换的压辊是解决上述问题的一种思路，但是一方面压辊在加热模式下实现快速拆装仍存在不小困难，另一方面则是在机械结构上，传统采用两侧轴承固定辊筒，使得辊筒安装精度有保障，但也造成难以拆卸更换辊筒，一次拆装需要多人2～3个小时，极不放便；除此之外，每次拆换装辊筒，都涉及辊筒定位、校准，还有加热模块的电力与测温信号的线路连接等诸多不便。
鉴于上述情况，业界亟待研发一种能够快速替换的高温热膜压辊，能够实现快速拆装，同时兼顾加热模块的电力与测温信号的线路连接以及辊筒的定位和校准。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明目的是提供一种高温热模压辊，采用红外加热技术，通过内定子红外加热组件与外转子辊筒组件的结构进行加热，并在热模压辊本体两侧设置定位联轴机构和定位转轴机构，不但解决了快速拆卸时辊筒的定位和校准的机械结构难题，同时解决了高温热模压辊对加热温度精度要求高、线路安装要求方便等问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
本发明提供了一种高温热模压辊，包括热模压辊本体、设于所述热模压辊本体一侧的定位转轴机构、设于所述热膜压辊本体另一侧的定位联轴机构以及与所述定位联轴机构连接的主辊轴；
所述热模压辊本体包括外转子辊筒组件以及与所述外转子辊筒组件连接的内定子红外加热组件。
优选地，所述外转子辊筒组件包括外转子辊筒以及连接所述定位转轴机构的滚轮机构；
所述内定子红外加热组件与所述滚轮机构连接；
所述内定子红外加热组件依次穿过所述外转子辊筒、所述定位联轴机构以及所述主辊轴。
优选地，所述内定子红外加热组件包括内定子轴、红外加热灯管以及航空插座；
所述内定子轴依次穿过所述外转子辊筒、所述定位联轴机构以及所述主辊轴；
所述红外加热灯管设于所述外转子辊筒内；所述红外加热灯管对称设置在所述内定子轴上；
所述航空插座设于所述主辊轴外侧；所述航空插座安装在所述内定子轴上；所述航空插座与所述红外加热灯管连接。
优选地，所述红外加热灯管通过不锈钢卡子设于所述内定子轴上；
所述红外加热灯管通过电力线和测温信号线与所述航空插座连接；
所述电力线和测温信号线通过所述内定子轴上的腰孔穿连到所述航空插座上。
优选地，所述电力线和测温信号线与所述航空插座锡焊连接。
优选地，所述航空插座为航空插座。
优选地，所述滚轮机构包括设于所述外转子辊筒上的滚轴法兰、设于所述滚轴法兰上的轴承以及套设在所述轴承上的外滚轮。
优选地，所述定位联轴机构包括设于所述外转子辊筒上的半哈弗法兰以及设于所述主辊轴上的半哈弗定位台阶；所述半哈弗法兰与所述半哈弗定位台阶相嵌合。
优选地，所述定位转轴机构包括定位架、气缸、定位块以及滑块；
所述气缸设于所述定位架上，与所述定位块连接；
所述滑块与所述定位架滑动连接，与所述定位块固定连接；
所述定位转轴机构通过所述定位块和所述滑块将所述滚轮机构锁定。
优选地，所述定位转轴机构通过所述定位块和所述滑块将所述滚轮机构轴承上的外滚轮锁定。
与现有技术相比，本发明的高温热模压辊存在以下几点有益效果：
1、本发明的高温热模压辊采用红外加热技术，通过内定子红外加热组件与外转子辊筒组件的结构进行加热，为实现快速拆装提供了基础；
2、本发明的高温热模压辊在辊筒两侧设置定位联轴机构和定位转轴机构，实现了高温热模压辊在不降低装配精度和工况要求下的快速拆换装；
3、本发明高温热模压辊的定位联轴机构采用半哈弗定位台阶做定位，半哈弗法兰做联轴，通过两者的紧密结合，使得高温热模压辊拆装简易，定位精准，传动安全；
4、本发明高温热模压辊的定位转轴机构通过定位块与滑块将滚轮机构轴承上的外滚轮锁定，便于高温热模压辊的侧向锁定，使得高温热模压辊做上下运动时不受拆装的影响，结构简易，方便维护与更换配件；
5、本发明的高温热模压辊通过内定子红外加热组件与外转子辊筒组件的整体加热结构，使得加热更快，加热温度更均匀，同时通过内定子红外加热组件，使得电缆与测温信号传输方便，由电力线和测温信号线并联后由内定子轴直接引出，与航空插座连接，之后通过复合设备上的航空插头实现电力和测温信号的连接；
6、本发明的高温热模压辊尾端通过航空插头解决了电缆与信号的快速拆连问题，让高温热模压辊的更换更为简洁高效。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的高温热模压辊的轴向结构示意图；
图2(a)为图1的L向示意图；
图2(b)为图1的K向示意图；
图2(c)为图2(a)的A-A向剖视图；
图3(a)为本发明的高温热模压辊的热膜压辊本体的结构示意图；
图3(b)为图3(a)的右视图(M向示意图)；
图3(c)为图3(a)的B-B向剖视图；
图4为本发明的实施例中无尘拖链的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。
本发明的高温热模压辊的应用场景多样，下面通过图4中所示的无尘拖链热压合过程中所用的高温热模压辊作为案例进一步说明本发明的高温热模压辊如何实现快速拆装以及在满足快速拆装的情况下实现加热效率与温度均匀的要求；
如图1所示，本发明的高温热模压辊，包括热模压辊本体100、设于热模压辊本体100一侧的定位转轴机构200、设于热膜压辊本体100另一侧的定位联轴机构300以及与定位联轴机构300连接的主辊轴400；
热模压辊本体100采用红外加热技术，相比于其他加热方式(电加热、油加热、电磁加热等)，红外加热技术的能耗低、传热效率高、使用寿命长且成本较低，符合长期使用特点，具体而言，热模压辊本体100包括外转子辊筒组件以及与外转子辊筒组件连接的内定子红外加热组件，此种方式为实现快速拆装提供了基础。
如图1、图2(a)、图2(c)所示，外转子辊筒组件包括外转子辊筒101以及连接定位转轴机构200的滚轮机构，滚轮机构设置在外转子辊筒101的一侧，与定位转轴机构200连接；其中如图2(c)、图3(c)所示，滚轮机构包括滚轴法兰102、轴承103以及外滚轮104，滚轴法兰102通过螺栓固定在外转子辊筒101上，轴承103套设在远离外转子辊筒101一侧的滚轴法兰102上，并通过卡簧进一步固定，外滚轮104套设在滚轴法兰102的轴承103上。如图2(a)、图2(c)所示，内定子红外加热组件与外转子辊筒组件的滚轮机构连接，内定子红外加热组件依次穿过外转子辊筒101、定位联轴机构300以及主辊轴400；其中如图2(c)、图3(c)所示，内定子红外加热组件包括内定子轴111、红外加热灯管112以及航空插座115；内定子轴111的头部与滚轮机构的滚轴法兰102连接，比如通过耐高温轴承114以及卡簧(卡簧阻止耐高温轴承进行轴向运动)等；如图2(c)所示，内定子轴111依次穿过外转子辊筒101、定位联轴机构300以及主辊轴400，内定子轴111的尾部延伸出主辊轴400；红外加热灯管112设于外转子辊筒101内，红外加热灯管112对称设置在内定子轴111上；航空插座115设于主辊轴400外侧，具体的，航空插座115安装在内定子轴111上，航空插座115与红外加热灯管112连接；其中具体而言，红外加热灯管112通过不锈钢卡子113设于内定子轴111上，红外加热灯管112通过电力线和测温信号线与航空插座115连接(参见图2(c)所示)；电力线和测温信号线通过内定子轴上的腰孔穿连到航空插座115上，电力线和测温信号线与航空插座115锡焊连接；
如图2(a)、图2(c)所示，定位联轴机构300包括半哈弗法兰301和半哈弗定位台阶302，其中如图3(a)和图3(c)所示，半哈弗法兰301设置在外转子辊筒101上，并通过螺栓固定(参见图3(b)所示)；如图2(a)和图2(c)所示，半哈弗定位台阶302设置在主辊轴上，其中半哈弗法兰301做联轴，半哈弗定位台阶302做定位，两者之间紧密嵌合，使得高温热模压辊拆装简易，定位精准，传动安全；
如图1、图2(a)、图2(b)所示，定位转轴机构200包括定位架201、气缸202、定位块203以及滑块204；其中定位架201设置为倒U型结构，包括顶板以及顶板两端的侧板；气缸202安装在定位架201的顶板上，气缸202的活塞杆穿过定位架201的顶板与定位块203连接，带动定位块203做往复运动；如图2(b)所示，滑块204与定位架201滑动连接，具体的，滑块204安装在定位架201的两侧板上滑槽上；滑块204与定位架201通过螺栓固定连接，滑块204与定位块203之间留有空间，便于将滚轮机构上的外滚轮104锁定，实现热模压辊本体100的侧向锁定，使得热模压辊本体100在做上下运动时不受拆装影响，便于维护和更换配件；
上述的高温热模压辊与复合设备快速拆联时，首先将安装在热模压辊本体100上的半哈弗法兰301与安装在主辊轴400上的半哈弗定位台阶302嵌合，通过定位联轴机构400完成整体定位，然后通过螺栓将半哈弗法兰301与半哈弗定位台阶302固定住；再将滚轮机构轴承103上的外滚轮104卡入定位转轴机构200上的定位块203与滑块204之间，上推滑块204，并通过螺栓将定位块203与滑块204紧固好，即可将滚轮机构外滚轮104和滑块204锁死；最后将从主辊轴400延伸出去的内定子轴111尾端通过螺栓固定，完成整个机械装配过程；之后将航空插座115与复合设备上的航空接头116连接，接通电力线和测温信号线，完成整个组装过程。拆卸过程则采取上述过程的反向操作，即可实现快速拆卸。
本发明的高温热模压辊在工作时，内转子红外加热组件被固定不动，外转子辊筒组件通过定位联轴机构300与主辊轴400联接，从而被带动。内部红外加热区域随外转子辊筒101的转动而发生变化，由于运转速度均匀，所以每个照射扇区的受热时长也完全相同，从而实现外转子辊筒101温度的均匀上升，以及维持在较高的精度范围内。
综上，本发明的高温热模压辊采用红外加热技术，通过内定子红外加热组件与外转子辊筒组件的结构进行加热，为实现快速拆装提供了基础；该高温热模压辊在辊筒两侧设置定位联轴机构和定位转轴机构，实现了高温热模压辊在不降低装配精度和工况要求下的快速拆换装；该高温热模压辊的定位联轴机构采用半哈弗定位台阶做定位，半哈弗法兰做联轴，通过两者的紧密结合，使得高温热模压辊拆装简易，定位精准，传动安全；该高温热模压辊的定位转轴机构通过定位块与滑块将滚轮机构轴承上的外滚轮锁定，便于高温热模压辊的侧向锁定，使得高温热模压辊做上下运动时不受拆装的影响，结构简易，方便维护与更换配件；该高温热模压辊通过内定子红外加热组件与外转子辊筒组件的整体加热结构，使得加热更快，加热温度更均匀，同时通过内定子红外加热组件，使得电缆与测温信号传输方便，由电力线和测温信号线并联后由内定子轴直接引出，与航空插座连接，之后通过复合设备上的航空插头实现电力和测温信号的连接；该高温热模压辊尾端通过航空插头解决了电缆与信号的快速拆连问题，让高温热模压辊的更换更为简洁高效。
综上所述，上述实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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